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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【课题、课时】 交变电流的产生及描述（2 课时）【教学内容分析】交变电流学问对生产和生活关系亲密,生、描述方法、 基本规律作简要的介绍,有广泛的应用, 考虑到高中阶段只对沟通电的产 这些学问是已学过的电磁感应的引伸,所以在教学过程中对开阔同学思路、提高才能是很有好处的；为了适应同学的接受才能,教材实行从感性到理性、从定性到定量逐步深化的方法叙述这个问题 .教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生沟通电,以展现沟通电 是怎样产生的 .并强调让同学观看教材图 5.1-3 所示线圈通过四个特殊位置时,电流表指针变 化的情形
2、, 分析电动势和电流方向的变化,这样同学就会对电动势和电流的变化情形有个大 致的明白 .然后让同学用右手定就独立分析线圈中电动势和电流的方向 .这样能充分调动同学 的积极性 ,培育同学的观看和分析才能；关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导同学进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而依据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式. ,这种方法直观、形象,同学简洁接受.用图表表示沟通电的变化规律是一种重要的方法这样做也是为后面用图象表示三相沟通电预备条件,在电磁波的教学中仍要用到图象的方法.在介绍了沟通电的周期和频率后,可通过练
3、习巩固同学对沟通电图象的熟悉；在本节同学第一次接触到很多新名词 ,如:沟通电、正弦沟通电、中性面、瞬时值、最大值等 .要让同学搞清晰这些名词的精确含义 .要使同学明白沟通电有很多种 ,正弦沟通电是其中简洁的一种 ,在本章教材中常把正弦沟通电简称沟通电.要使同学明确中性面是指与磁场方向垂直的平面 .中性面的特点是 :线圈位于中性面时 ,电动势为零 ;线圈通过中性面时 ,电动势的方向要转变 .要向同学指出 ,一般科技书中都用小写字母表示瞬时值 ,用大写字母表示有效值（下一节学到） ,用大写字母并加右下脚标 m 表示最大值； 考纲须知内容 要求交变电流的产生 交变电流函数表达式 交变电流峰值和有效值
4、 交变电流的图像 交变电流的变化规律 课标要求名师归纳总结 懂得交变电流的产生原理第 1 页,共 9 页把握交变电流的变化规律及表示方法懂得沟通电的瞬时值,最大值及中性面的概念 培育观看才能、空间想象才能以及立体图转化为平面图形的才能- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【教学对象分析】本人共教2 个理科班, 两个班整体情形相像,同学基础较差,主要表现在优等生少,中等生较多,差生不少；同学学习欠缺主动性,不愿动手；对于物理情境的处理 总受生活体会的影响,不能很好的应用物理学问处理问题；【教学目标】（一）学问与技能1使同学懂得交变电流的产生
5、原理,知道什么是中性面；2把握交变电流的变化规律及表示方法；3懂得交变电流的瞬时值和最大值及中性面的精确含义；（二）过程与方法1把握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）；2培育同学观看才能,空间想象才能以及将立体图转化为平面图形的才能；3培育同学运用数学学问解决物理问题的才能；（三）情感、态度与价值观通过试验观看, 激发学习爱好, 培育良好的学习习惯,的重要性【教学重点】交变电流产生的物理过程分析【教学难点】交变电流的变化规律及应用【教学策略设计】试验演示、原理分析、学问点归纳体会运用数学学问解决物理问题【教学用具】手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表
6、【教学流程图】导入新课- 新课叙述 - 课后作业【教学过程设计】教学环节和教学内容老师同学设计导入新课活动活动意图用多根为导直流电（ DC）：电流方向不随时间而转变媒体据本出本交变电流（ AC）：大小和方向随时间周期性变化的电流展视内容节新恒定电流：大小和方向不随时间转变的电流本内回答课与直流电相比,沟通电有很多优点,如：可以利用变压器上升或降低容问题电压,利于长途传输；可以驱动结构简洁,运行牢靠的感应电动机；名师归纳总结 例：以下表示交变电流的有（e ）t i t C t 第 2 页,共 9 页i u 0 0 B 0 t A i 0 0 E t D - - - - - - -精选学习资料 -
7、 - - - - - - - - 新课教学学习必备欢迎下载多媒分析与老演示试验 手摇发电机使小灯泡体展本内师供发亮课件观看交变电流的产生；示本容争论为什么矩形线圈在匀强磁场内容中匀速转动时线圈里能产生交变电流？多媒体课件打出下图； 当 abcd线圈在磁场中绕OO 轴转动时,演示明白师生哪些边切割磁感线. ab 与 cd；当 ab 边向右、 cd 边向左运动时,线圈中感应电流的方向沿着 abcda 方向流淌的；本内交变共同当 ab 边向左、 cd 边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何. 容,电流参感应电流是沿着d cbad 方向流淌的；与学的产与,线圈平面与磁感线平行时,ab 边与 cd 边线
8、速度方向都跟磁感线方向垂生讨生过提升直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大；论程以空间线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小. 及其想象当线圈平面跟磁感线垂直时,ab 边和 cd边线速度方向都跟磁感线平行,中的内力即不切割磁感线,此时感应电动势为零；变化利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念：情（1）中性面线框平面与磁感线垂直的位置；况；（2）线圈处于中性面位置时,穿过线圈 最大,但t=0；（3）线圈越过中性面,线圈中 I 感方向要转变； 线圈转一周, 感应电流方向转变两次；（一）交变电流的产生B S, =0,垂直切割,用图懂得加深BS, 最大,各边不 切割磁感应线,无感应示法中性
9、对新展现面等物理交变新接量的电流触的熟悉的产物理生,量并分成如电流中性面感应电流最大干过程；结论：BS, 最大,各边不切 割磁感应线,无感应电流中性面B S, =0,a（b）d（c）垂直切割,感应电流最大名师归纳总结 1线圈转动过程中电流的大小做周期性变化,中性面位置（B S）第 3 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 最小,与中性面垂直的位置（学习必备欢迎下载B S）最大；2线圈每经中性面一次,感应电流方向转变一次,线圈转动一周,感应电流方向转变两次；（二）交变电流的变化规律叙述争论把握设线圈从中性面以角速度 开头转动,经时间t,线圈转过
10、 = t,此时 V本内沟通几个与 B 夹角也为 ,令 ab=dc=L ,ad=bc=L ,就线圈面积S=LL ；此时,容总结函数ab 与 dc 边产生的电动势大小均为BLVSin t,整个线圈中产生的瞬时电动表达势大小为：e=2BLVSint,又V=L,有：式2e2BLLsin tBSsin t2令 Em=B S 有：eEmsinteEmsint （Em为最大值）如电路总电阻为R,就瞬时电流为：ieEmsintImsintRR同理可得电路的某段电压的瞬时值；uUmsint图示分析推导交变电流的有效值是依据电流的热效应来规定的； 让交变电流和恒定电流分别通展现摸索出新过相同阻值的电阻, 假如它们
11、在相同时间内公式产生的热量相等, 就将该恒定电流值称为相 应交变电流的有效值 用 E、I、U 表示 ；（1）正选沟通电的最大值和有效值的 关系EEm,IIm,UUm222（2）有效值不是平均值,正选沟通电有效值与最大值之间的规律并不 是普遍适用,交变电流有效值定义才是根本；结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感 应电流是按正弦规律变化的,这种交变电流叫正弦沟通电；（三）交变电流的图象1正弦沟通电图象（可用示波器观看到）展现自己把交图像动笔变电描画流的图像变化规律 直观 化eEmsintiImsintuUmsint2几种常见的交变电流波形名师归纳总结 - - - - - -
12、 -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - （四）实例探究学习必备欢迎下载实例完成检验1、交变电流的图象、交变电流的产生过程争论例题成果例：一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线与不圈中的感应电动势e 随时间 t 的变化如图足,所示；下面说法中正确选项（）以备At1时刻通过线圈的磁通量为零强调Bt2时刻通过线圈的磁通量的肯定值最大 Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的肯定 值最大D每当 e 转换方向时,通过线圈的磁通量的肯定值都为最大2、交变电流的变化规律 例：在匀强磁场中有一矩形线圈,从中性面开头绕垂直于磁感线的轴以角速度 匀速转动时, 产
13、生的交变电动势可以表示为e=Emsin t；现在把线圈的转速增为原先的 2 倍,试分析并写显现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式,画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象；分析物理图象的要点：一看：看“ 轴”、看“ 线” 、看“ 斜率” 、看“ 点” 、看“ 截距”、看“ 面积” 、看“ 拐点”,并懂得其物理意义；二变：把握“ 图与图”“ 图与式” 和“ 图与物” 之间的变通关系；三判：在此基础上进行正确的分析和判定；3、综合应用例： 如下列图,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,匝数 n=6 的矩形线圈abcd绕中心轴 OO 匀速转动,角速度 线圈的总电阻 R=40 ,试求： =2
14、00 rad/s；已知 ab=0.1 m,bc=0.2 m,（1）感应电动势的最大值,感应电流的最大值；（2）设时间 t=0 时线圈平面与磁感线垂直,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值 i 随 t 变化的图象；（4）当 t=30 时,穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？名师归纳总结 （5）线圈从图示位置转过 的过程中,感应电 2作业强化把握第 5 页,共 9 页动势的平均值是多大？（五）作业设计1、某沟通发电机正常工作时,电动势E=Emsin t,当磁感应强度增大到原布置练习与提来的 2 倍,转速变为原先的1/3 ,其它条件不变时,感应电动势的表达式为高
15、2、对于如下列图的电流i 随时间 t 作周期性变化的图象,以下说法中正确的是（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A、电流大小变化,方向不变,是直流电B、电流大小、方向都变化,是沟通电C、电流最大值为 0.2A,周期为 0.01s D、电流大小变化,方向不变,不是直流电是沟通电3、面积为 S的矩形线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中,从中性面起以角速度 匀速转动,在 t 时刻线圈磁通量的瞬时值为（）A、BS B、 Bscos t C、 Bssin t D、BS/sin t 4、如下列图,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动,已知
16、线圈在转动中产生的感应电动势最大值为 E m V ,转动的角速度为 rad/s；如线圈转到图示位置开头计时,那么以下四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势 e随时间变化的函数式是A、e= E m sin t B、e= E cos t C、e= E m sin t+ /2 D、e= E cos t+ /2 5、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生沟通电的图象如图所示,由图可以知道（） A 、0.01s 时刻线圈处于中性面位置B、0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零C、0.02s 时刻穿过线圈的磁通量为零 D 、0.02s 时刻穿过线圈的磁通量为最大6、一个矩形线框共有 10 匝,它在磁感应强度
17、 B=0.5 T 的匀强磁场中,从中性面开头绕中心轴以 1200 r min 的转速匀速转动已知线框的转动半径为 10cm,切割磁感线的边长为 50 cm,就该线框产生的感应电动势的最大值为 _V ,当线框平面和中性面的夹角为 _时,交变电动势的瞬时值是 31.4 V7、用匀称导线弯成正方形闭合线框 abcd,线框每边长为 8cm,每边的电阻值为 0.01 , 把线框放在磁感应强度为 B=0.05T 的匀强磁场中,并使它绕轴 OO以转速 n=50/ r/s匀速旋转,旋转方向如下列图,轴 OOB 且在线框平面内；已知线框的 Ob=3Oa, Oc=3Od. 当线框平面转至与 B 平行的瞬时,每条边
18、产生的感应电动势的大小各是多少？感应电流大小是多8、如下列图 , 半径为 r 的金属围绕通过其直径的轴OO , 以角速度 做匀速转动 , 匀强磁场的磁感应强度为 B. 从金属环的平面与磁场方向重合时开头计名师归纳总结 时, 假如组成金属环材料单位长度的电阻值为R, 第 6 页,共 9 页（）求环中产生的感应电动势（）在转过 30 0 角的过程中 , 感应电动势的平均值是多大？流过金属环的电量是多少. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【板书设计】一、交变电流的产生定义：电路中电流的大小和方向随时间不断变化的电流为交变电流,规律变化,称
19、这种电流为正弦交变流电；二、描述交变电流的特点物理量1、交变电流的周期和频率 2、交变电流的最大值和有效值 三、交变电流的规律假如电流随时间按正弦1、方向变化规律：线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就转变一次；线圈转动一 周,感应电流的方向转变两次；2、大小变化规律：按正弦规律变化：1函数表达式：EmsintetE msintt2交变电流的图像瞬时电动势e瞬时电流ieE msinI sinRR瞬时电压uUmsint四、课堂总结、点评1矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式交变电流；2从中性面开头计时,感应电动势瞬时值的表达式为e=NBS sin t,感应电动
20、势的最大值为 Em=NBS ；3中性面的特点：磁通量最大为 m,但 e=0；【学案设计】德成中学高二物理学科 导学案授课时间：学案编号：老师“ 复备”主备人：审核：授课人：顾华东班级：姓名：小组：课时： 2 课题： 交变电流课型：常规【学习目标】栏或同学笔1懂得交变电流的产生原理记栏；2把握交变电流的变化规律及表示方法 3懂得沟通电的瞬时值,最大值及中性面的概念 4培育观看才能、空间想象才能以及立体图转化为平面图形的才能【学习重难点】1重点是交变电流产生的物理过程分析 2难点是交变电流的变化规律及应用【自主学习过程】1、交变电流：和都随时间作周期变化的电流,叫做交变电流,简称沟通2、交变电流的
21、产生过程 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动为什么可以产生沟通电？名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载线框逆时针匀速转动一周的五个特殊位置线框匀速转动过程中,哪些边在切割磁感线？为了能更便利地说明问题,我们将立体图转化为平面图来分析 . 我们考虑下面几个问题在线圈中由甲转到乙的过程中,在线圈中由丙转到丁的过程中,ab 边中电流向哪个方向流淌？ab 边中电流向哪个方向流淌？当线圈转到什么位置时线圈中没有电流,转到什么位置时线圈中的电流最大？大 致 画 出 通 过 电 流 表 的 电 流 随 时 间 变 化 的
22、 曲 线 , 从a 端 流 入 的 电 流为,反之为负；在横坐标上标出线圈到达甲乙丙丁几个位置时对应的时刻；我们看到电源中的交变电流好像依据正弦规律变化,是这样吗？甲图线圈所在位置叫中性面的特点：线圈平面与磁感线 为零,感应电流为零3、感应电动势的瞬时表达式为：,磁通量最大,感应电动势最小可见在匀强磁场中,匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化 的即感应电动势的大小和方向是以肯定的时间间隔做周期性变化当线圈跟外电路组成闭合回路时,设整个回路的电阻为 流的瞬时值为表达式R ,就电路的感应电4、感应电流瞬时值表达式为,这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流5、沟通电的图像（尝试画出）6
23、、课堂练习名师归纳总结 1.下图画出了6 种电流随时间变化的图象,这6 个图中的电流i 都随时间做周期性第 8 页,共 9 页变化,其中属于交变电流的是_,属于正弦式电流的是_；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.对于正弦沟通电,以下说法正确选项：学习必备）欢迎下载（A. 线圈转动一周,电流大小转变两次B.线圈转动一周,电流大小不变；C.线圈转动一周,电流大小随时转变D.线圈转动一周,电流大小转变四次3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动；设线圈ab 边长为 20cm,ad 边长为 10cm,磁感应强度B=0.01T ,线圈的转速n=50r/s,求：电动势
24、的最大值及对应的线圈位置；【教后反思】1、沟通与直流有很多相像之处,也有很多不同之处学习中我们特殊要留意的是沟通与直流的不同之处,即沟通电的特殊之处这既是学习、明白沟通电的关键,也是学习、争论新学问的重要方法 在与已知的学问做对比中学习和把握新学问特点的方法,是物理课学习中很有效和很常用的方法在学习交变电流之前,应帮忙同学懂得直流电和沟通电的区分其区分的关键是电流方向是否随时间变化同时给出了恒定电流的定义大小和方向均不随时间变化2、对于交变电流的产生,课本实行由感性到理性,由定性到定量, 逐步深化的叙述方法为了有利于同学懂得和把握,教学中要尽可能用示波器或模型协作讲解教学中应留意让同学观看教材
25、中的线圈通过 4 个特殊位置时电表指针的变化情形,分析电动势和电流方向的变化,使同学对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清晰的明白有条件的, 仍可以要求同学运用已学过的学问,自己进行分析和判定3、用图像表示交变电流的变化规律,是一种重要方法,它形象、直观、同学易于接受要留意在同学已有的图像学问的基础上,较好地把握这种表述方法更要让同学知道,交变电流有很多种, 正弦电流只是其中简洁的一种课本中用图示的方法介绍了常见的几种,以开阔同学思路,但不要求引伸4、在这一节中同学要第一次接受很多新名词,如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时值、最大值 （以及下一节的有效值）等等要让同学明白这些名词的精确含义特殊是对中性面的懂得,要让同学明确,中性面是指与磁场方向垂直的平面当线圈位于中性面时,线圈中感应电动势为零,线圈转动过程中通过中性面时,其中感应电动势方向要转变5、课本上介绍的交变电流的产生,实际上是正弦沟通电的产生以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型, 以线框通过中性面为计时起点,得到电动势随时间满意正弦变化的交变电流这里可以明确指出,电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同打算名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页